Reader 量測之控制系統

4.4.1 系統介紹

由於為了與其他系統介面做結合與搭配，本電源控制系統不僅僅要顯示出 RFID的標籤讀取的狀況，並且還需要提供標籤成功讀取到的電源強弱的資訊給 其他的介面系統做處理，一般來說市售的讀取器均有可調整電源強弱的功能，不 過均是寫死的介面如圖4-17，因此利用它附的 API Code 我們可以將其改寫成我 們要的功能，當然除了原本有的電源調整強弱功能以外，還需要加上可和其他系 統介面的互動以及顯示出目前標籤的讀取狀況，其中以可和其他系統介面互動最 為重要。

圖 4-16 : 三個防碰撞演算法之標籤數量對應平均碰撞時槽數之關係圖

4.4.2 系統設計

本系統是由 Impinj 頻辨識系統(RFID)讀取器、Gen2 的標籤、Impinj 本身 附的天線和可調整四個角度的天線所組成的。

讀取器在本系統扮演十分重要的角色如圖4-18，它不但主控了天線要發出電 波的強弱，還要能與其他系統介面做溝通，並且能夠顯示目前標籤讀取的狀況，

最後將其結果回報給後端的演算法處理介面。

Gen2 的標籤在這裡可以看成是商品、書籍甚至是呈列於展覽的物品如圖 4-19，利用讀取器對標籤的定位和追蹤，我可以得知目標物的位置，所以利用RFID 的特性，標籤在往後將會隨處可見，在本系統中將佔有不可或缺的地位。

圖4-18 讀取器

最後就是單方向天線和可調整四個角度的方向型天線如圖4-20，由單方向天 線我們可以測量出讀取器讀取到標籤的距離和電波強弱的關係，這對於三角定位 演算法將會有很大的幫助，由方向型天線我們可以找到對於讀取器來說標籤的方 向角度為何，如此加上電波的強弱即可找到標籤的位置。

4.4.3 系統量測結果

圖4-21 本計劃之手動電波強度以測量標籤讀取狀況，這個是最初期的介 面，目的是為了測量出電波強度和標籤距離之間的關係，如表4-9 單方向天線之 標籤距離與電波強度關係表。

圖4-20 四個角度的方向型天線

利用如表4-10 方向型天線之電波強度和標籤距離的關係表，來提供三角定位演 算法所需要的資訊。

PTX(dB) D:單位(cm/次數)

16 160/270 140/123

17 160/8 150/327 140/23

18 180/335 170/5

20 200/44 210/17 190/322

21 210/274 220/339 230/277 22 220/326 230/235 240/335 23 230/348 240/337 250/334 24 240/324 250/303 260/332 25 290/332 280/350 300/331 26 320/328 310/321 330/336 27 340/333 330/335 350/338 28 390/342 400/169 380/305 29 440/345 430/319 450/335 30 480/342 490/326 500/330

表4-9 單方向天線之標籤距離與電波強度關係表

Reader1 45° 15° -15° -45°

50(cm) 15 15 15 15

Mapping table (1)

4.4.4 系統實測

本子計畫三的電波強度控制系統的實驗擺設分兩個部分，一部分是利用單方 向天線對標籤的距離測量，另一部分是利用方向型天線對標籤的距離測量。

Reader2 45° 15° -15° -45°

50(cm) 15 15 16 15 80(cm) 16 15 15 16 100(cm) 17 18 20

150(cm) 20 17 17 23 200(cm) 21 20 19 22 230(cm) 24 24 24 26 250(cm) 28 29 x 29

280(cm) x x 29 x

300(cm) 30

Mapping table (2)

Reader3 45° 15° -15° -45°

50(cm) 15 15 15 15 80(cm) 15 15 15 15 100(cm) 18 19 20 19 150(cm) 21 18 19 21 200(cm) 21 21 22 22 230(cm) 24 x x 26 250(cm) x 29 30 30

280(cm) x x x

300(cm) 30

Mapping table (3)

表4-10 方向型天線之電波強度和標籤距離的關係表

如圖4-24 方向型天線測量之擺設，這次的實驗基本上和單方線天線測量的 實驗差不多，唯一的差別是使用有四個角度可以調整的方向型天線，來取得標籤 的距離和電波的強弱之間的關係，實驗方法也是將標籤由近拉到遠再慢慢增加電 波強度，當讀取器成功讀取到標籤時就表示多大的電波強度可以讀到多少距離的 標籤，只是差別再於我們有四個角度的方向要去作測量，詳細的測試結果可以見 表4-10 方向型天線之標籤距離與電波強度關係表和圖4-25 方向型天線介面圖。

圖4-22 單方向天線測量之擺設

圖4-24 方向型天線測量之擺設 圖4-23 單方向天線介面圖

最後的系統介面就是將標籤放在任意位置，經由我設計的電波控制系統介面去做 讀取器和標籤之間訊息的處理可以得知，在哪個角度方向可以成功讀取到標籤，

並且會秀出其讀到的資訊，如角度和電波強度等等，詳細的測試結果可以見圖 4-26 RFID之Reader控制系統介面。

圖4-25 方向型天線介面圖